农林气象学

ISBN：978-7-81092-331-6

版次：1

出版时间：2007-08-01

印次：4

印刷时间：2017-03-01

成品尺寸：787mm×1092mm

开本：16开

印张：14.75

字数：359千字

语种：中文

装帧：平装

CIP核发号：（2007）第106432号

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目录

编委会4

前言5

绪论9

第一节 气象学的概念9

一、气象学的定义9

二、气象学的研究领域9

三、气象学的基本任务10

第二节 农林气象学的概念、任务及其研究方法10

一、农林气象学的概念10

二、农林气象学的基本任务10

（一）农林业气象监测10

（二）农林业气象情报和预报10

（三）农林业气候资源的开发利用与保护10

（四）农林业小气候的利用与调节11

（五）农林业气象灾害规律的掌握及灾害防御11

（六）农林业气象基础理论的研究11

三、研究方法11

（一）分期播种法11

（二）地理播种法11

（三）地理分期播种法11

（四）人工气候实验法11

（五）气候分析法11

第三节 农林气象学发展简史12

第四节 大气的组成及垂直结构14

一、大气的组成14

（一）干洁大气14

1.氮气15

2.氧气15

3.臭氧15

4.二氧化碳15

（二）水汽15

（三）固体杂质16

二、大气的垂直结构16

（一）对流层16

1.气温随高度增加而降低17

2.空气具有强烈的对流和乱流运动17

3.气象要素水平分布不均匀18

（二）平流层18

（三）中间层18

（四）热成层18

（五）散逸层19

第五节 大气的基本性状19

一、大气的基本物理性质19

二、空气的状态方程19

（一）干空气状态方程20

（二）湿空气状态方程20

第一章 辐射22

第一节 辐射的基本知识22

一、辐射的概念22

（一）辐射的波动性22

（二）辐射的粒子性22

（三）表征辐射特性的物理量23

1.辐射通量23

2.辐射通量密度23

3.光通量密度23

二、物体对辐射的吸收、反射和透射23

三、黑体的放射能力与温度、波长的关系24

（一）斯蒂芬-波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律24

（二）维恩（Wein）位移定律24

第二节 太阳辐射及其在大气中的减弱25

一、太阳辐射的基本概念25

（一）太阳辐射光谱和太阳常数25

1.太阳辐射光谱25

2.太阳常数26

（二）太阳高度角26

二、太阳辐射在大气中的减弱27

（一）大气对太阳辐射的吸收27

（二）大气对太阳辐射的散射28

（三）大气对太阳辐射的反射28

（四）太阳辐射穿过大气层时减弱的一般规律29

1.大气（质）量29

2.大气透明系数30

3.布给-朗伯（Bouguer-Lambert）定律30

第三节 到达地面的太阳辐射30

一、太阳直接辐射30

二、太阳散射辐射32

三、太阳总辐射32

四、地面对太阳辐射的反射33

第四节 地面辐射、大气辐射和地面净辐射34

一、地面辐射34

二、大气辐射34

三、地面有效辐射35

四、地面净辐射36

第五节 太阳辐射与农林业生产37

一、不同光谱成分对植物的影响37

二、光照度对植物的影响37

（一）光饱和点和光补偿点37

（二）光照度与植物发育和品质的关系38

三、光照时间长短对植物的影响38

（一）光照时间38

（二）植物的光周期39

1.短日性（照）植物39

2.长日性（照）植物39

3.中性植物39

（三）光照时间与植物引种39

1.北种南引39

2.南种北引39

四、植物的光能利用率及其提高途径40

（一）植物的光能利用率40

（二）影响光能利用率提高的因素40

1.光能转化率低40

2.光合潜力高值期与作物利用光能关键期不匹配40

3.作物群体内光分布不合理40

4.温度和水分的影响41

5.农田内CO₂不足41

6.作物遗传特性的限制41

（三）提高光能利用率的途径41

1.充分利用生长季节，改革种植制度与方式，推广间作套种41

2.选育合理的株形、叶形、高产不倒伏品种41

3.提高单位面积的光合生产率，创造合理的叶面积41

4.趋利避害，充分利用光能资源41

第二章 温度42

第一节 土壤与空气的热量交换方式42

一、分子热传导42

二、辐射42

三、对流42

1.热力对流（自由对流）42

2.动力对流（强迫对流）43

四、平流43

五、乱流（湍流）43

六、潜热交换43

第二节 土壤温度43

一、地表面热量平衡43

二、土壤的热力学特性45

（一）容积热容量（C_V）45

（二）导热率（λ）46

（三）导温率（K）46

三、土壤温度的日变化和年变化46

（一）土壤表面温度的日变化46

1.太阳高度角47

2.地形47

3.下垫面颜色47

4.土壤热特性47

5.天气47

（二）土壤表面温度的年变化48

（三）土壤中温度的变化48

四、土壤温度的垂直分布类型50

（一）日射型50

（二）辐射型50

（三）过渡型50

五、土壤的冻结和解冻51

（一）土壤冻结51

（二）土壤解冻51

（三）我国各地区土壤冻结的情况51

第三节 水层温度51

一、水体的辐射特征和热力特征52

二、水层温度的变化特点52

第四节 空气温度52

一、空气温度的日变化和年变化52

（一）空气温度的日变化52

1.纬度53

2.季节53

3.地形53

4.下垫面状况53

5.天气状况53

6.海拔高度53

（二）空气温度的年变化53

1.纬度53

2.距海远近54

3.地形和海拔54

4.云量和降水54

（三）空气温度的非周期变化54

（四）空气温度的垂直变化54

1.气温垂直递减率（γ）54

2.逆温55

二、空气的绝热变化和大气稳定度55

（一）空气的绝热变化55

1.干空气的绝热变化55

2.湿空气的绝热变化56

（二）大气稳定度56

1.大气稳定度的概念56

2.决定大气稳定度的因子57

第五节 温度与农林业生产58

一、温度与植物的生长发育58

（一）三基点温度58

（二）界限温度59

二、温度变化与农林业生产59

三、积温与植物的生长发育60

（一）积温60

1.活动积温60

2.有效积温61

3.负积温61

4.地积温61

（二）积温在农林业生产中的应用及存在的问题61

第三章 水分62

第一节 空气湿度62

一、空气湿度的表示方法62

（一）水汽压与饱和水汽压62

1.水汽压（e）62

2.饱和水汽压（E）62

（二）绝对湿度（a）63

（三）相对湿度（r）63

（四）饱和差（d）64

（五）露点温度（t_d）64

（六）比湿（q）64

二、空气湿度的变化65

（一）绝对湿度的日变化和年变化65

1.单波型65

2.双波型65

（二）相对湿度的日变化和年变化66

（三）空气湿度的垂直分布67

第二节 蒸发与蒸腾67

一、水面蒸发67

二、土壤蒸发68

三、植物蒸腾68

四、蒸散69

（一）彭曼公式（综合法）69

1.净辐射项70

2.干燥力（E_a）项70

（二）经验公式71

第三节 水汽凝结72

一、水汽凝结（凝华）的条件72

（一）空气中的水汽达到过饱和状态72

1.绝热冷却72

2.辐射冷却72

3.接触冷却72

4.混合冷却72

（二）空气中要有凝结核或凝华核72

二、水汽凝结（凝华）物73

（一）地面上的凝结（凝华）物73

1.露和霜73

2.雾凇73

3.雨凇73

（二）近地气层中的凝结（凝华）物——雾74

1.辐射雾74

2.平流雾74

3.平流辐射雾74

（三）高层大气中的凝结（凝华）物——云74

第四节 降水75

一、降水的成因76

（一）凝结增长过程76

（二）碰并增长过程76

二、降水的种类76

（一）雨76

（二）雪76

（三）霰76

（四）冰雹77

三、降水的表示方法77

（一）降水量77

（二）降水强度77

（三）降水变率78

1.绝对变率（d）78

2.相对变率（D）78

（四）降水保证率78

四、人工降水78

（一）冷云的人工降水79

（二）暖云的人工降水79

第五节 水分循环和水分平衡79

一、水分循环79

（一）水分的外循环79

（二）水分的内循环81

二、水分平衡81

（一）海陆水分平衡81

（二）农田和林地水分平衡82

第六节 水分与农林业生产83

一、水分与植物的关系83

二、土壤水分对植物的影响84

三、空气湿度对植物的影响85

四、大气降水对植物的影响86

（一）降水与植被的分布86

（二）降水对植物生长发育、产量及品质的影响86

五、植物对水分的需求87

（一）水分临界期和关键期87

（二）田间作物需水量88

（三）蒸腾系数89

六、水分利用率及其提高途径89

（一）确定适宜灌溉的时期与方式89

（二）调整种植方式（密度、行距、行向）90

（三）设置风障和营造防护林带90

（四）选育高效节水的品种90

（五）覆盖90

第四章 大气的运动91

第一节 气压及其空间分布91

一、气压的概念91

（一）气压的形成91

（二）气压的单位91

二、气压随高度的变化91

三、气压随时间的变化92

四、气压场93

（一）气压场的表示方法93

（二）气压场的基本形式93

1.低气压（简称低压）93

2.高气压（简称高压）94

3.低压槽（简称槽）94

4.高压脊（简称脊）94

5.鞍形气压场（简称鞍形场）94

第二节 空气的水平运动94

一、风的概念94

二、作用于空气水平运动的力94

（一）水平气压梯度力（G）94

（二）水平地转偏向力（A）95

（三）惯性离心力（C）96

（四）摩擦力（R）96

三、自由大气层中的风96

（一）地转风96

（二）梯度风97

四、摩擦层中的风97

五、风的变化98

（一）风的日变化98

（二）风的年变化99

（三）风随高度的变化99

（四）风的阵性99

第三节 大气环流100

一、大气环流形成的主要因素100

（一）太阳辐射作用100

（二）地球自转作用100

（三）地表性质作用101

二、三圈环流和行星风带102

三、大气活动中心103

第四节 季风与地方性风104

一、季风104

（一）季风的地理分布105

（二）季风的形成原因105

二、地方性风105

（一）海陆风105

（二）山谷风106

（三）峡谷风107

（四）焚风107

第五节 乱流107

一、乱流的概念107

二、乱流交换过程107

（一）质量的乱流扩散107

（二）动量的乱流传递109

（三）热量的乱流交换109

三、影响乱流强度的因素110

（一）地面粗糙度110

（二）风速111

（三）大气稳定度111

四、地形对乱流的影响111

第六节 风与农林业生产112

一、风对农林业生产的有益作用112

（一）调节小气候112

（二）传播花粉、种子113

二、风对农林业生产的不利影响113

（一）风对植物倒伏的影响113

（二）风对植物的机械损伤113

（三）风对病虫害的传播114

第五章 天气与气象灾害115

第一节 气团和锋115

一、气团115

（一）气团的定义115

（二）气团的形成和变性115

（三）气团的种类和天气116

（四）我国境内气团活动及其天气116

二、锋117

（一）锋的概念117

（二）锋的分类及天气117

1.暖锋117

2.冷锋118

3.准静止锋119

4.锢囚锋120

第二节 气旋和反气旋120

一、气旋和反气旋的概念120

二、气旋的分类和天气特征120

三、反气旋的分类和天气特征121

第三节 高空天气系统123

一、高空槽和脊123

二、切变线123

第四节 天气预报简介124

一、天气预报的概念124

二、天气预报方法124

（一）天气图法124

（二）数值预报法125

（三）概率统计法125

（四）群众测天经验125

三、现代气象监测技术125

（一）气象雷达125

（二）气象卫星125

1.极地太阳同步轨道卫星126

2.地球同步气象卫星126

（三）气象火箭126

（四）气象飞机127

（五）自动气象站127

第五节 干旱和雨涝127

一、干旱127

（一）干旱的分类127

1.按照干旱形成原因分类127

2.按照干旱发生季节分类128

（二）干旱的时空分布及影响因素128

1.干旱的时空分布128

2.影响干旱强度的因素129

（三）干热风129

1.干热风的危害129

2.干热风的类型及指标129

3.干热风的防御130

二、雨涝130

（一）雨涝的分类131

1.按照降水的强度及对农业的影响分类131

2.按照发生的时间分类131

（二）雨涝的成因131

（三）雨涝的时空分布131

三、旱涝指标132

（一）降水距平百分率（降水相对变率）132

（二）旱涝指数132

（三）降水量和标准差132

四、干旱与洪涝的防御措施133

1.提高监测预报水平133

2.搞好水利建设，应用节水灌溉技术，提高水分利用率133

3.加强植被建设，改善生态环境133

4.优化农业生产结构，发展旱地农业133

5.人工降水133

第六节 低温133

一、寒潮133

（一）寒潮源地及路径134

（二）寒潮活动的概况135

（三）寒潮天气及危害135

二、霜冻135

（一）霜冻的类型136

1.根据霜冻发生的天气条件分类136

2.根据霜冻发生的季节分类136

（二）影响霜冻形成的因素136

1.天气条件136

2.地形和地势136

3.下垫面的性质136

（三）霜冻的防御137

1.农业技术措施137

2.人工防霜措施137

三、冷害137

（一）冷害的类型137

（二）冷害的分布138

（三）冷害的防御措施138

四、冻害138

第七节 台风139

一、台风的等级标准及命名139

二、台风的结构和天气139

（一）台风的结构139

1.台风眼（内圈）140

2.涡旋风雨区（中圈）140

3.外围大风区（外圈）140

（二）台风的天气140

三、台风移动的路径141

1.西移路径141

2.西北路径141

3.转向路径141

四、台风灾害的防御142

1.监测142

2.预报142

3.警报服务142

第八节 冰雹142

一、冰雹的概述142

二、冰雹的防御143

1.建立快速反应的冰雹预警系统143

2.建立人工防雹系统143

3.积极采取农业技术措施143

第九节 大风、龙卷风和沙尘暴143

一、大风143

（一）大风的成因144

1.冷锋后的偏北大风144

2.高压后的偏南大风144

3.低压发展时的大风144

4.雷暴大风144

（二）大风主要的分布区域及危害144

1.我国大风日数的分布144

2.大风的危害144

（三）大风的防御145

1.营造防风林带145

2.设立风障145

3.监测预报145

二、龙卷风145

三、沙尘暴145

（一）沙尘天气概念145

1.浮尘145

2.扬沙146

3.沙尘暴146

4.强沙尘暴（黑风暴）146

5.特强沙尘暴146

（二）沙尘暴的危害146

1.强风146

2.沙埋146

3.土壤风蚀146

4.大气污染146

（三）我国沙尘暴的分布及源地146

（四）沙尘暴防治对策146

第十节 森林火灾147

一、影响森林火灾的气象要素147

1.风147

2.气温147

3.降水147

4.相对湿度147

二、森林火灾的种类及等级148

三、森林防火、灭火中采用的新技术148

1.人工降雨148

2.化学灭火148

3.利用红外线探火仪和红外摄影探测林火148

4.利用卫星探测林火148

5.火险预报148

第六章 气候与中国气候149

第一节 气候形成的因素149

一、太阳辐射因素149

二、大气环流因素151

三、下垫面因素152

（一）海陆分布对气候的影响152

（二）洋流对气候的影响153

（三）地形地势对气候的影响154

四、人类活动因素155

（一）改变下垫面性质对气候的影响155

（二）改变大气成分对气候的影响155

（三）释放热量对气候的影响156

第二节 气候带与气候型156

一、气候带156

（一）赤道气候带157

（二）热带气候带157

（三）副热带气候带158

（四）暖温带气候带158

（五）冷温带气候带159

（六）极地气候带159

二、气候型159

（一）海洋气候型和大陆气候型159

（二）季风气候型和地中海气候型160

（三）草原气候型和沙漠气候型160

（四）高山气候型和高原气候型161

第三节 气候变迁161

一、地质时代气候变迁162

二、历史时代气候变迁163

三、近代气候变迁163

（一）20世纪以前的气候变化163

（二）20世纪以来的气候变化164

（三）未来气候变化趋势164

（四）中国气候变化趋势预测165

第四节 中国气候特征和中国气候区划165

一、中国气候的基本特征165

（一）季风气候显著165

1.风的季节变换166

2.季风气候在温度方面的表现166

3.季风气候在降水方面的表现166

（二）气候大陆性强168

（三）气候类型多种多样169

二、中国气候区划169

（一）概述169

（二）中国科学院气候区划172

1.第一级：气候带172

2.第二级：气候大区173

3.第三级：气候区173

4.区划结果及各带、区气候特征简述174

第七章 农业气候与林业气候176

第一节 农林业气候分析176

一、农林业气候分析的基本原则176

（一）遵循生活因子同等重要性和环境因子非同等重要性原则176

（二）遵循植物气候相似原则176

二、农林业气候指标分析177

（一）农林业气候指标的概念177

（二）确定农林业气候指标的原则和方法177

1.基本原则177

2.指标确定方法177

三、农林业气候资源分析177

（一）光能资源178

1.太阳光合有效辐射及其在我国的分布178

2.日照时数及其在我国的分布179

（二）热量资源180

1.农业界限温度及其在我国的分布180

2.活动积温及其在我国的分布181

3.霜冻特征及无霜期在我国的分布182

（三）水分资源182

1.干燥度及其在我国的分布182

2.其他农林业水分资源指标及其在我国的分布184

第二节 气候与植物生产潜力184

一、光合生产潜力185

二、光温生产潜力185

三、气候生产潜力186

第三节 农林业气候区划和气候资源的开发利用186

一、农林业气候区划187

（一）农业气候区划187

1.区划原则187

2.中国农业气候区划187

（二）中国森林植被气候区划189

1.寒温带针叶林区域189

2.温带针阔混交林区域189

3.暖温带落叶阔叶林区域190

4.北亚热带落叶、常绿阔叶林区域190

5.南亚热带常绿阔叶林区域190

6.热带雨林区域190

7.青藏高原高寒针叶林区域191

8.蒙新山地针叶林区域191

二、农林业气候资源的开发和利用191

（一）农业气候资源的开发和利用191

（二）森林气候资源的开发和利用192

1.东北区森林气候资源的开发利用192

2.华北区森林气候资源的开发利用192

3.华中区森林气候资源的开发利用193

4.华南区森林气候资源的开发利用193

第八章 小气候194

第一节 小气候的概念、特点和理论基础194

一、小气候的概念194

二、小气候的特点194

1.范围小194

2.差别大194

3.稳定性强195

三、小气候形成的理论基础195

（一）活动面和活动层195

（二）小气候形成的理论基础195

1.活动面（层）的辐射平衡195

2.活动层的热量平衡197

3.活动层空气的乱流运动198

第二节 地形和水域小气候199

一、地形小气候199

（一）坡地小气候199

1.坡地对日照的影响199

2.坡地对辐射的影响200

3.坡地对温度的影响200

4.坡地对湿度的影响200

（二）谷地小气候201

二、水域小气候201

第三节 农田小气候201

一、农田中太阳辐射和光能的分布201

（一）农田中的太阳辐射201

1.吸收率202

2.反射率202

3.透射率202

（二）农田中光能的分布202

二、农田中温度的分布203

三、农田中湿度的分布204

四、农田中风的分布204

（一）风的垂直分布204

（二）风的水平分布205

五、农田中CO₂的分布205

（一）CO₂浓度的日变化205

（二）CO₂浓度的垂直分布206

第四节 森林小气候206

一、林内辐射状况207

（一）郁闭度207

（二）林分密度207

（三）林龄207

（四）林木状况207

二、林内温度状况208

（一）林内空气温度和土壤温度的变化208

（二）林内空气温度的垂直分布209

三、林内湿度状况209

（一）林内空气湿度的日变化和年变化209

（二）林内空气湿度的垂直分布209

（三）林内土壤湿度状况209

四、林内风状况209

（一）林内风速的水平分布210

（二）林内风速的垂直分布210

第五节 防护林小气候210

一、林带的防风效应211

二、林带的温度效应212

（一）林带对气温的影响212

（二）林带对地温的影响212

三、林带的水文效应213

（一）林带对蒸发的影响213

（二）林带对土壤水分的影响213

（三）林带对空气湿度的影响214

第六节 农田小气候的改良214

一、灌溉措施的小气候效应215

（一）灌溉对农田热量差额的影响215

（二）灌溉对农田温度状况的影响215

二、间作套种的小气候效应215

三、种植密度的小气候效应216

四、种植行向的小气候效应217

五、耕翻与镇压的小气候效应218

（一）耕翻218

（二）镇压218

六、风障的小气候效应219

附录一 四季和昼夜220

一、四季220

（一）四季的形成220

（二）二十四节气220

二、昼夜222

（一）昼夜的形成222

（二）昼夜长短的变化223

1.昼夜长短与纬度223

2.昼夜长短与季节223

附录二 时间及计量224

（一）恒星时224

（二）真太阳时224

（三）平太阳时与地方时224

（四）时区与世界时225

（五）北京标准时225

附录三 常用术语英汉对照表226

主要参考文献235

内容简介237

版权页237